[发明专利]半导体集成电路制造中无损伤的表面平坦化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种半导体集成电路制造中无损伤的表面平坦化的方法。

背景技术

在半导体集成电路制造中，表面平坦化是处理高密度光刻的一项重要技术。没有高低落差的平坦表面，才能避免曝光过程的散射等问题，进行精确的图形转移。

随着半导体技术的发展，集成电路的集成度越来越高，临界尺寸越来越小，以及一些特殊工艺设计的引入，对表面平坦化的要求越来越高。特别是现代光刻工艺，由于受透镜焦距深度的限制对表面平整度的要求更高；如果硅片表面不够平坦将会严重影响光刻的工艺容许度，更严重的情况是无法在硅片表面进行图形制作。

随着半导体制造技术的进步，已经开发了多种表面平坦化技术，如反刻、玻璃回流、旋涂膜层、CMP等技术，特别是CMP技术很好的解决了那些允许对表面进行机械或化学损伤的表面的平整化。然而，在半导体制造中，也会有很多层次是不允许对凸凹表面进行损伤性平坦化处理，但后续工序又对硅片表面的平整度有很高的要求。例如，SiGe(锗硅)工艺中(R-poly/SD-Poly)，就有需要在前层的刻蚀出的高台阶表面进行图形定义，为了能够进行图形制作或增加工艺容许度，就需要进行表面平坦化处理。在高端的工艺中，由于工艺难度系数的增加，焦深变得越来越小，对表面的要求也很高，对表面能进行很好的平坦化处理，能明显增加工艺容许度和工艺稳定性。

目前，针对那些不允许对凸凹表面进行损伤性处理，但后续工序又对硅片表面的平整度有很高的要求的层次，主要采用填充材料进行填充以达到减小台阶表面的台阶差异，在一定程度上满足了工艺的要求。但这种方法只能缓解凸凹表面的台阶差异，很难消除这种差异。遗憾的是，目前还未见其他的方法能够解决此类问题，达到表面平坦化，使后续工艺能够顺利进行，增加工艺的容许度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种半导体集成电路制造中无损伤的表面平坦化的方法，它实施简单，可操作性强，能满足后续工艺步骤对平整度的要求。

为解决上述技术问题，本发明的半导体集成电路制造中无损伤表面平坦化的方法，包括如下步骤：

第一步、在具有凸凹表面图形结构的硅片上涂布感光材料；

第二步、采用与凸凹表面图形结构相适配的掩模版对涂布有感光材料的硅片进行曝光处理；

第三步、对曝光后的硅片表面进行显影处理。

现有技术主要依靠填充材料本身的填坑能力，来达到平坦化的要求；以满足那些不允许对凸凹表面进行损伤性处理，但后续工序又对硅片表面的平整度有很高的要求的层次的需要。本发明不依赖于材料本身的平坦化能力，而是采用一种无损伤的消除凸起，填充凹陷，最终达到表面完全平整的目的。

采用本发明的方法，对凸凹表面进行平坦化处理后，其效果图如图3所示，平坦化效果良好，应用前景十分广阔。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是在硅片的表面涂布感光材料的示意图；

图2是对涂布感光材料的硅片表面曝光的示意图；

图3是曝光和显影后的表面效果图。

具体实施方式

实施例一

所述方法在本实施例中具体实施的过程如下：

第一步、结合图1所示，在具有凸凹表面图形结构的硅片上涂布正性感光材料103；所述硅片包括硅基片101和形成在硅基片101上的图形102。所述感光材料可以是光刻胶，也可以是其他类型的感光材料。

第二步、结合图2所示，采用与所述凸凹表面图形结构相反的掩模版201对涂布有正性感光材料的硅片进行曝光处理。图2中标号202表示光源。

第三步、对曝光后的硅片表面进行显影处理，经过显影后达到表面平坦化。

第四步、进行后续工序的制作，即对硅片平坦表面进行其他工艺处理。所述的后续工序的制作可以是光刻，但不限于光刻。在所述后续工序的制作完成之后，所涂布的感光材料可以保留也可以去除。

实施例二

第一步、在具有凸凹表面图形结构的硅片上涂布负性感光材料。

第二步、采用与凸凹表面图形结构相同的掩模版对涂布有正性感光材料的硅片进行曝光处理。

第三步、对曝光后的硅片表面进行显影处理。

第四步、进行后续工序的制作，即对硅片平坦表面进行其他工艺处理。

根据上述实施例可知，所述的感光材料可以是正性感光材料也可以是负性感光材料，可以适用于G-line、H-line、I-line、DUV或EUV甚至更短波长。